焊接结构零件加工工艺
焊接结构制造工艺过程制订
焊接结构制造工艺过程制订本章主要介绍工艺规程的基本知识、编制工艺规程的步骤、焊接生产中常用的工艺卡片的使用和典型产品工艺规程的编制。
第一节焊接结构生产工艺规程的基本知识一、生产过程和工艺过程所谓生产过程是指由金属轧制的型材及金属坯料，经过多道工序的加工后，成为半成品或成品，这之间所有劳动过程的总和。
所谓工艺过程，是逐步改变其工件（原材料、毛坯、零件、半成品或成品）的几何形状、尺寸、力学性能、化学性能等的生产过程，它是在生产过程中完成工艺技术要求的技术措施的过程。
二、工艺过程的基本组成1. 工序在一个工作地点，连续完成一个零件（或同时几个零件）的那部分工艺过程，称为工序。
划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续完成。
工序是工艺过程的基本组织部分，并且是生产计划的基本单元。
焊接结构生产工艺过程的主要工序有：划线、下料、成形、边缘加工、制孔、装配、焊接、矫正、成品检验、涂漆等。
2. 工位工件在加工设备所占的每个工作位置称为工位。
3. 工步工件在某一加工工序中，所用的加工设备、工具和各工艺规范均保持不变的那部分工作称为工步。
第二节焊接结构加工工艺规程的编制一、工艺规程的作用编制工艺规程是生产中一项技术措施，在生产中能起到下列作用：1）合理地选择工艺方案，在结构满足正常工作、安全运行的前提下达到最佳的经济效益。
2）根据工艺方案进行生产，组织各工序的技术检验。
有利于尽早发现质量问题，并尽快消除焊接废品。
3）便于组织生产部门根据生产计划和工艺规程下达任务，组织调度安排生产，质量检验、劳动组织、材料供应及成本的核算等，使整个生产有计划进行。
4）在新产品投入生产前，要依据产品的工艺规程进行车间平面设计、设备的选用布置、专用夹具和工艺装备的设计与制造、原材料及人员的配备，以及各辅助部门的安排等。
5）可以不断地积累生产经验，提高企业技术素质和技术水平。
二、编制工艺规程的依据1．产品图样和产品的技术要求1）审查焊接结构总装图、部件图及零件图2）产品生产的技术要求2. 产品的生产纲领某种产品（或零、部件）包括备件和废品在内的年产量称为该产品的生产纲领。
fd焊接结构的装配与焊接工艺
第五章焊接结构的装配与焊接工艺装配与焊接是焊接结构生产过程中的核心，直接关系到焊接结构的质量和生产效率。
同一种焊接结构，由于其生产批量、生产条件不同，或由于结构形式不同，可有不同的装配方式、不同的焊接工艺、不同的装配—焊接顺序，也就会有不同的工艺过程。
本章重点介绍装配与焊接工艺方法。
第一节焊接结构的装配装配是将焊前加工好的零、部件，采用适当的工艺方法，按生产图样和技术要求连接成部件或整个产品的工艺过程。
装配工序的工作量大，约占整体产品制造工作量的30％~40％，且装配的质量和顺序将直接影响焊接工艺、产品质量和劳动生产率。
所以，提高装配工作的效率和质量，对缩短产品制造周期、降低生产成本、保证产品质量等方面，都具有重要的意义。
一、装配方式的分类装配方式可按结构类型及生产批量、工艺过程、工艺方法及工作地点来分类。
1．按结构类型及生产批量的大小分类（1）单件小批量生产单件小批量生产的结构经常采用划线定位的装配方法。
该方法所用的工具、设备比较简单，一般是在装配台上进行。
划线法装配工作比较繁重，要获得较高的装配精度，要求装配工人必须具有熟练的操作技术。
（2）成批生产成批生产的结构通常在专用的胎架上进行装配。
胎架是一种专用的工艺装备，上面有定位器、夹紧器等，具体结构是根据焊接结构的形状特点设计的。
2．按工艺过程分类（1）由单独的零件逐步组装成结构对结构简单的产品，可以是一次装配完毕后进行焊接；当装配复杂构件时，大多数是装配与焊接交替进行。
（2）由部件组装成结构装配工作是将零件组装成部件后，再由部件组装成整个结构并进行焊接。
3．按装配工作地点分类（1）工件固定式装配装配工作在固定的工作位置上进行，这种装配方法一般用在重2）同一构件上与其它构件有连接或配合关系的各个零件，应尽量采用同一定位基准，这样能保证构件安装时与其它构件的正确连接和配合。
3）应选择精度较高，又不易变形的零件表面或边棱作定位基准，这样能够避免由于基准面、线的变形造成的定位误差。
焊接接头、结构的设计和制造工艺2
例题2
如图所示吊耳，若在30°斜上方有10KN的载荷，试校验焊缝是否安全? （K=10mm，[σ’]=160Mpa，[τ’]=0.6[σ’]）
P1
P
30° P2
100
（3）T型接头静载强度计算公式---续
2) 极限状态设计法焊缝连接的计算
根据GB 50017－2003《钢结构设 计规范》，对于对接焊缝、直角 角焊缝、斜角角焊缝(图5-13)和对 接与角接的组合焊缝(图5-12)等形 式。焊缝应根据结构的重要性、 载荷特性、焊缝形式、工作环境 以及应力状态等情况选用是否熔 透和不同质量等级。 如承受疲劳构件的对接焊缝均 应焊透且焊缝质量为I、Ⅱ级；虽 不计疲劳，但要求与母材等强， 也要求焊透，并应不低于Ⅱ级的 焊缝质量； 重级工作制的吊车梁、起重量 >50t的中级工作制的吊车梁，腹 板与盖板间的角焊缝，要求开坡 口焊透等。 焊缝强度计算公式（表5-9）。
图5-14点焊、缝焊焊缝的基本符号及示意图 a) 点焊符号 b) 缝焊符号
图5-16 补充符号应用示意图 a ) 带垫板的V形焊缝 b) 工件三面带焊缝 c) 现场施焊周围焊缝
标准规定基本符号相对基准线的位置，以确切表示焊缝的位置：
• 焊缝在接头的箭头侧，图a，则将基本符号标在基准线的实线侧，图b； • 焊缝在接头非箭头侧，图c，则将基本符号标在基准线的虚线侧，图d； • 标注对称焊缝或双面焊缝，则可不加虚线，图e。
5.2 焊接生产工艺过程的设计
5.2.1 焊接生产及其工艺过程设计的内容、步骤与方法 1．焊接生产及其组成部分
焊接生产过程由材料入库开始，在此阶段要先进行材料的复验，包括 力学性能复验和化学成分分析，有些产品还要求对钢板进行探伤检查。接 着进行装焊前的零件加工，包括矫正、划线、号料、下料(机械加工和热 切割)、成形(冲压成形和卷板弯曲成形)等。该工序完成后，则可将加工 好的零件存入中间仓库。然后进行零件或部件的装配和焊接。最后制成的 焊接结构经过修整后，进行涂饰(包括清除焊渣及氯化皮的喷丸处理、钝 化处理和喷漆等)。 焊接生产过程可以归结为由制造焊接结构的材料(包括基本金属材料 和各种辅助、填充材料，外购毛坯和零件等)，经设备(材料准备设备、装 配焊接设备等)加工制成产品的过程。
焊接件工艺流程
焊接件工艺流程《焊接件工艺流程》焊接件的制作是一项重要的加工工艺，需要进行严格的工艺流程控制以确保焊接件的质量和使用性能。
下面将介绍一般的焊接件工艺流程。
1. 材料准备：首先是对焊接件所需的材料进行准备，包括焊接件本身的材料和焊接材料。
材料的选择必须符合设计和技术要求，同时要进行材料的质量检验和预处理。
2. 设计和制图：根据焊接件的使用要求和外形尺寸进行设计和制图，确定焊接件的结构和形状。
制图需要准确详细，确保焊接件的制作和焊接过程的正确进行。
3. 制作工艺卡：制作焊接件的工艺卡，明确焊接件的制作步骤、工艺参数和质量要求。
工艺卡是制作焊接件的指导书，也是对焊接工艺流程的规范和控制。
4. 零部件制作：按照工艺卡的要求对焊接件的零部件进行制作，包括切割、成型、钻孔等工艺过程。
在零部件制作过程中需要严格控制加工尺寸和表面质量。
5. 装配：将制作好的零部件按照图纸要求进行装配，包括对接、定位、固定等过程。
装配过程中需要一定的装配工艺和工装夹具保证装配的质量和精度。
6. 清洁和除锈：对装配好的焊接件进行清洁和除锈处理，确保焊接表面清洁，没有杂质和氧化物。
清洁和除锈是焊接工艺的重要环节。
7. 焊接：根据工艺卡所规定的焊接方法和参数进行焊接。
焊接包括手工焊接、自动焊接、气体保护焊等，焊接过程需要严格控制焊接温度、速度和气氛。
8. 检验和修正：对焊接件进行质量检验，包括外观检查、尺寸检查、焊接接头检查等。
发现质量问题及时进行修正，确保焊接件的合格。
以上就是一般的焊接件工艺流程。
在实际生产中，根据具体的焊接件和制作要求可能会有所差异，但总体的工艺流程和控制要求是类似的。
焊接件的制作工艺流程对于焊接件的质量和使用寿命有着重要的影响，需要严格遵守和执行。
加工工艺的结构工艺
加工工艺的结构工艺
结构加工工艺是指对于具有一定形状和功能需求的工件，通过一系列的工艺操作对其进行精细加工或改变其结构形态的过程。
结构加工工艺主要包括以下几个方面：
1. 切割工艺：将材料切割成所需的形状和尺寸，常见的切割工艺包括剪切、切割机、激光切割等。
2. 成形工艺：通过对材料进行塑性变形，改变其外形和结构，常见的成形工艺包括冷冲压、热冲压、铸造、锻造等。
3. 焊接工艺：将两个或多个材料通过热加工、压力加工或其他方式连接在一起，形成一个整体结构。
常见的焊接工艺包括电弧焊、气体保护焊、激光焊接等。
4. 弯曲工艺：通过对材料进行弯曲变形，改变其外形和结构，常见的弯曲工艺包括折弯、滚弯、弯管等。
5. 精加工工艺：对已经成型的零部件进行精细加工，以提高其精度和表面质量，常见的精加工工艺包括铣削、车削、磨削、钻孔等。
结构加工工艺旨在将原材料加工成最终产品或零部件，同时也要确保产品的质量和性能。
选择适当的结构加工工艺对于提高产品的加工效率、降低成本和改善产
品质量都具有重要的作用。
钢结构构件焊接施工工艺和质量控制措施
钢结构构件焊接施工工艺和质量控制措施1) GS-20Mn5N 、Q345B 材料的焊接工艺作为当前大型钢工程中常用的材料之一，GS-20Mn5（N 或V ）近几年得到广泛的应用，相关的建筑铸钢节点技术规程也在制定之中，下面介绍GS-20Mn5及Q345B 间有关的焊接工艺。
2) 铸钢件、Q345B 钢力学性能、化学成份和焊接工艺参数分析GS-20Mn5铸钢组织类型为珠光体，微观组织表现为各向同性；Q345B 钢管微观组织成纤维状，表现为各向异性。
其合金元素含量、力学性能也存在着差异，两者之间焊接容易引起的组织和力学性能的不均匀性、界面组织的不稳定性等。
1、焊接工艺参数分析1.1碳当量的计算作为估算钢材焊接性的重要指标之一， Q345B 的碳当量CE （％）根据国际焊接学会(IIW) 推荐的适应于中高强度的非调质低合金高强度钢公式，计算如下：CE (%)=C+ 6Mn+ 5V Mo Cr ++ + 15Ni Cu +（%）≈0.38~0.39（%）根据日本JIS 标准，计算铸钢GS-20Mn5低碳调质低合金高强度钢的碳当量CE （％）：CE(%)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14(%)≈0.39~0.41%根据经验以及中国焊接学会《焊接手册》中相关工艺资料介绍，可知铸钢GS-20Mn5和Q345B 在焊接时存在一定的淬硬和产生焊接冷裂纹倾向, 故焊接时应采取预热、控制线能量、后热缓冷或消除扩散氢等工艺措施。
1.2预热温度和后热温度Q345B 钢和GS-20Mn5铸钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降，结果导致焊后出现裂纹，GS-20Mn5铸钢由于壁厚较厚，容易出现根部裂纹；Q345B 钢的焊接裂纹则主要是冷裂纹。
根据AWS D1.1《钢结构焊接规范》的规定，焊接结构用低合金铸钢最低预热温度为150℃，后热温度定为200-220，当操作地点环境温度低于常温时（高于0℃），应提高预热温度15~25℃。
焊接结构生产的一般工艺流程
焊接结构生产的一般工艺流程
焊接结构生产的一般工艺流程包括以下几个步骤：
1. 设计和准备：根据结构要求和设计图纸，确定焊接结构的尺寸、材料和焊接方法。
然后准备所需的焊接材料、设备和工具。
2. 材料准备：对焊接材料进行准备，包括清洁和处理，以确保焊接接头的质量。
这可能包括去除氧化物、油脂、涂层等。
3. 定位和夹紧：根据结构要求和焊接图纸，将工件定位在焊接位置上，并使用夹具或夹具将其夹紧。
4. 预热和焊接接头的组装：根据焊接方法和材料要求，进行必要的预热操作，以减少变形和提高焊接质量。
然后将焊接接头的零件组装到预定位置。
5. 焊接：根据焊接方法的要求，进行焊接操作。
这可能包括手工电弧焊、气焊、碳弧气焊、埋弧焊、TIG焊等。
焊接操作需
要按照正确的焊接顺序和工艺参数进行，确保焊接质量。
6. 修整和清洁：完成焊接后，对焊缝进行修整，去除焊渣和不良焊接。
然后对焊接结构进行清洁，以便进行下一步的处理或涂装。
7. 进一步处理（可选）：根据需要，可以对焊接结构进行进一步的处理，如热处理、机械加工、防腐处理等。
8. 检测和质量控制：对焊缝进行检测，如可视检查、尺寸检查、无损检测等，以确保焊接质量符合要求。
同时进行必要的记录和文档，实施质量控制。
9. 涂装和包装：根据需要对焊接结构进行涂装，以提高防锈和美观效果。
然后进行包装和标识，以便运输和存储。
10. 最终验收和交付：对焊接结构进行最终验收，确保符合设
计要求和客户需求。
然后进行交付或安装。
焊接结构的装配与焊接工艺
第五章焊接结构的装配与焊接工艺装配与焊接是焊接结构生产过程中的核心，直接关系到焊接结构的质量和生产效率。
同一种焊接结构，由于其生产批量、生产条件不同，或由于结构形式不同，可有不同的装配方式、不同的焊接工艺、不同的装配—焊接顺序，也就会有不同的工艺过程。
本章重点介绍装配与焊接工艺方法。
第一节焊接结构的装配装配是将焊前加工好的零、部件，采用适当的工艺方法，按生产图样和技术要求连接成部件或整个产品的工艺过程。
一、装配方式的分类装配方式可按结构类型及生产批量、工艺过程、工艺方法及工作地点来分类。
（一）按结构类型及生产批量的大小分类1．单件小批量生产单件小批量生产的结构经常采用划线定位的装配方法。
该方法所用的工具、设备比较简单，一般是在装配台上进行。
划线法装配工作比较繁重，要获得较高的装配精度，要求装配工人必须具有熟练的操作技术。
2．成批生产成批生产的结构通常在专用的胎架上进行装配。
胎架是一种专用的工艺装备，上面有定位器、夹紧器等，具体结构是根据焊接结构的形状特点设计的。
（二）按工艺过程分类1．由单独的零件逐步组装成结构对结构简单的产品，可以是一次装配完毕后进行焊接；当装配复杂构件时，大多数是装配与焊接交替进行。
2．由部件组装成结构装配工作是将零件组装成部件后，再由部件组装成整个结构并进行焊接。
二、装配的基本条件在金属结构装配中，将零件装配成部件的过程称为部件装配；将零件或部件总装成产品则称为总装配。
无论何种装配方案都需要对零件进行定位、夹紧和测量，这就是装配的三个基本条件。
1．定位定位就是确定零件在空间的位置或零件间的相对位置。
图6-1所示为在平台上装配工字梁。
2．夹紧夹紧就是借助通用或专用夹具的外力将已定位的零件加以固定的过程。
3．测量测量是指在装配过程中，对零件间的相对位置和各部件尺寸进行一系列的技术测量，从而鉴定定位的正确性和夹紧力的效果，以便调整。
上述三个基本条件是相辅相成的，定位是整个装配工序的关键，定位后不进行夹紧就难以保证和保持定位的可靠与准确；夹紧是在定位的基础上的夹紧，如果没有定位，夹紧就失去了意义；测量是为了保证装配的质量，但在有些情况下可以不进行测量（如一些胎夹具装配，定位元件定位装配等）。
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1 钢材的矫正及预处理
1.1 钢材的矫正 1.2 钢材的预处理
1.1 钢材的矫正
1. 钢材变形的原因 2. 钢材的矫正原理 钢材的矫正方法
1. 钢材变形的原因
（1）钢材在轧制过程中产生的变形 （2）钢材在储存和运输过程中产生的变形 （3）钢材在下料过程中产生的变形
（1）钢材在轧制过程中产生的变形
图3-1钢材平直和弯曲时纤维长度的变化 a)平直； b)弯曲
表3-1 钢材在划线前允许偏差
钢材的矫正方法
（1）手工矫正 （2）机械矫正 （3）火焰矫正 （4）高频热点矫正
（1）手工矫正
① 反向变形法 对于刚性较好的钢材弯曲变形时，可采用反 向变形法进行矫正。由于钢板在塑性变形的同时，还存在 弹性变形，当外力消除后会产生回弹，因此为获得较好的 矫正效果，反向弯曲矫正时应适当过量。反向弯曲矫正的 应用见表3—2。
一般钢材的加热温度应在600～800℃左右，低碳钢不大于850℃；厚 钢板和变形较大的工件，加热温度在700～850℃，加热速度要缓慢； 薄钢板和变形较小的工件，加热温度在600～700℃，加热速度要快； 严禁在300～500℃温度时进行矫正，以防钢材脆裂。
（3）火焰矫正
• 为了提高矫正质量和矫正效果，还可施加外力作 用或在加热区域用水急冷，提高矫正效率。但对 厚板和具有淬硬倾向的钢材（如高强度低合金钢、 合金钢等），不能用水急冷，以防止产生裂纹和 淬硬。常用钢材和简单焊接结构件变形的火焰矫 正要点见表3—8。
• 当钢材产生扭曲变形时，也可采用反向变形法。通过对扭 曲部分施加反扭矩，使其产生反向扭曲，从而消除变形。 反向扭曲矫正的应用见表3—3。
② 锤展伸长法 对于变形较小或刚性较差的钢材变形，可锤 击纤维较短处，使其伸长与较长纤维趋于一致，进行矫正， 见表3—4。工件出现较复杂变形时，矫正步骤为：先矫正 扭曲，后矫正弯曲，再矫正不平。如果被矫正钢材表面不 允许有损伤，矫正时应用衬板或用型锤衬垫等保护措施。
• 在轧制过程中钢材可能由于残余应力而引起变形。 例如，在轧制钢板时，由于轧辊沿长度方向受热 不均匀、轧辊弯曲，高速设备失衡等原因，造成 轧辊间隙不一致，而使板料在宽度方向的压缩不 均匀，延伸较多的部分受延伸较少部分的拘束而 产生压缩应力，而延伸较少部分产生拉应力，因 此，延伸较多部分在压缩应力作用下可能产生失 稳而导致变形。
表3-2 反向弯曲矫正
表3-3 反向扭曲矫正的应用
表3-4 锤展伸长法矫正的应用
（2）机械矫正
• ① 机械矫正原理和分类及适用范围 机械矫 正就是通过机械动力或液压力对材料的弯 曲、不平整处给予拉伸、压缩或弯曲作用， 使材料恢复平直状态，机械矫正的分类及 适用范围见表3—5。
• ② 特殊变形的矫正 钢板有特殊变形时，需 采取一定的措施才能矫正，钢板特殊变形 的矫正方法见表3—6。
（3）钢材在下料过程中产生的变形
• 钢材在下料过程中引起的变形。钢材下料一般要经过气割、 剪切、冲裁、等离子弧切割等工序。钢材在加工的过程中， 有可能使其内应力得到释放引起变形，也可能由于受到外 力不均匀产生变形。例如，将整张钢板割去某一部分后， 会使钢材在轧制时造成的应力得到释放引起变形。又如气 割、等离子弧切割过程是对钢材局部进行加热而使其分离， 这种不均匀加热必然会产生残余应力，导致钢材不同程度 变形，尤其是气割窄而长的钢板时边缘部位的钢板弯曲现 象最明显。在剪切、冲裁等工序时，由于工件受到剪切， 在剪切边缘必然产生很大的塑性变形。
• 总之，引起钢材的变形因素很多。如果钢材的变形大于技 术规定或大于表3—1中的允许偏差时，必须进行矫正。
2. 钢材的矫正原理
• 钢材在厚度方向上可以假设是由多层纤维组成的。 钢材处于平直状态时，各层纤维长度都相等，即 ab=cd，见图3—1（a）。钢材弯曲后，各层纤维 长度不一致，即a′b′≠c′d′，见图3—1（b）。可见， 钢材的变形就是其中一部分纤维与另一部分纤维 长度不一致造成的。矫正是通过采用加压或加热 的方式进行的，其过程是把已伸长的纤维变短， 把已缩短的纤维拉长。最终使钢板厚度方向的纤 维长度一致。
适用范围
加热要领
薄板凹凸不平，钢管弯曲等矫 正
变形量大，加热点距小，加热点直径适当 大些，反之，则点距大，点径小些。薄板 加热温度低些，厚板加热温度高些
线状加热
中厚板的弯曲，T字型、工字 梁焊后角变形等的矫正
• 火焰矫正的步骤： • a分析变形的原因和钢结构的联系。 • b找出变形的位置。 • c确定加热方式、加热部位和冷却方式。 • d矫正后检验。
图3-2 火焰加热的方式 a) 点状加热； b) 线状加热； c)三角加热；
图3-3 火焰加热的位置
表3-7 加热方式、适用范围及要领
加热方式 点状加热
• 热轧厚板时，由于高温金属良好的热塑性和较大 的横向刚度，延伸较多的部分克服了相邻延伸较 少部分对其力的作用，而产生了板材的不均匀伸 长。
（2）钢材在储存和运输过程中产生的变形
• 焊接结构使用的钢材因运输和不正确堆放 产生的变形。焊接结构使用的钢材均是较 长、较大的钢板和型材，如果吊装使其受 力不均、运输颠簸或储存不当、垫底不平 等原因钢材就会产生弯曲、扭曲和局部变 形。
表3-5 机械矫正分类及适用范围
表3-6 钢板特殊变形的矫正方法
（3）火焰矫正
① 火焰矫正原理 火焰矫正是采用火焰对钢材纤维伸长部位进行局部加热， 利用钢材热胀冷缩的特性，使加热部分的纤维在四周较低温度部分的 阻碍下膨胀，产生压缩塑性变形，冷却后纤维缩短，使纤维长度趋于 一致，从而使变形得以矫正。
② 决定火焰矫正效果的因素 决定火焰矫正效果主要有以下三点因素： • 火焰加热的方式 火焰加热的方式主要有点状加热、线状加热和三角
形加热，如图3—2所示。加热方式、适用范围及加热要领见表3—7。 • 火焰加热的位置 火焰加热的位置应选择在金属纤维较长的部位或者
凸出部位，如图3—3所示。 • 火焰加热的温度 生产中常采